COR200_Aula6

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Transporte Energia e Meio Ambiente - COR 200
2011
Aula 6 – Transporte e uso de energia
Biocombustíveis 
Prof. Márcio de Almeida D´Agosto
Escola Politécnica – Engenharia Ambiental
Sumário
O Problema – no Brasil e no Mundo;
Alternativas ao petróleo;
Biocombustíveis no Brasil;
Etanol
Biodiesel
A experiência recente da COPPE/UFRJ
Desafios dos Biocombustíveis no Brasil;
Reflexões finais.
Sumário
Fonte: IEA, 2004/30 Key Energy Trends in IEA and World Wide
O Problema no Brasil e no Mundo
2,139 MtEP
2,833 MtEP
2,950 MtEP
3,231 MtEP
Fonte: MME, 2006/Balanço Energético Nacional
O Problema no Brasil e no Mundo
BRASIL: Evolução dos consumos setoriais de energia
400%
Energia
Derivados de petróleo
56%
Fonte: MME, 2006/Balanço Energético Nacional
O Problema no Brasil e no Mundo
O Problema no Brasil e no Mundo
América do Norte
300 bnbl
América do Sul
120bnbl
África
150bnbl
Europa
150bnbl
Oriente Médio
730bnbl
Ex-URRS
270bnbl
Ásia e Pacíifico
100bnbl
Mundo
1750 bnbl
MUNDO: Distribuição convencional das reservas de petróleo
Fonte: Bentley, R. W., Energy Policy 30 (2002), 189-205
O Problema no Brasil e no Mundo
PETRÓLEO: Impactos ambientais – Emissões de queima
Poluentes atmosféricos Globais
Dióxido de carbono (CO2)
Metano (CH4)
Poluentes atmosféricos regionais
Óxidos de enxofre (SOx)
Óxidos de nitrogênio (NOx)
Poluentes atmosféricos locais
Monóxido de carbono (CO)
Material particulado (MP)
Hidrocarbonetos (HC)
O Problema no Brasil e no Mundo
Gráf2
		35
		44
		21
1994
EMISSÃO PERCENTUAL DE CO2 POR SETOR (BRASIL - 1994)
Uso de Energia
		
				1973		2001
		Industria		37.7		34
		Transporte		24.2		29.9
		Outros setores		34.5		32.8
		Uso não energético		3.6		3.3
				100		100
				1973		1998		2001		2004
		Industria		26.2		19.6		20.1		9.9
		Transporte		42.2		57		57.7		57.7
		Outros setores		25.2		16.8		16.3		15.6
		Uso não energético		6.4		6.6		5.9		16.8
				100		100		100		100
Uso de Energia
		
1973
CONSUMO PERCENTUAL DE ENERGIA POR SETOR (MUNDO - 1973)
Emissões de CO2
		
2001
CONSUMO PERCENTUAL DE ENERGIA POR SETOR (MUNDO - 2001)
Plan3
		
Industria
Transporte
Outros setores
Uso não energético
CONSUMO PERCENTUAL DE DERIVADOS DE PETRÓLEO (MUNDO)
		
				1994
		Industria		35
		Transporte		44
		Outros setores		21
				100
		
1994
EMISSÃO PERCENTUAL DE CO2 POR SETOR (BRASIL - 1994)
		
BRASIL: Não renováveis
 Renováveis de biomassa 
Condições geográficas;
Benefícios sócio-econômicos e ambientais
Se aplica a tecnologia mais avançada
ALTERNATIVAS AO PETRÓLEO: Fontes de energia para o transporte rodoviário
Alternativas ao Petróleo
CONCEITO DE BIOCOMBUSTÍVEL:
Combustível oriundo de fonte (matéria-prima) renovável e biodegradável, em sua totalidade ou em parte, e que seja capaz de substituir parcial ou totalmente os combustíveis de origem fóssil (petróleo).
PROBLEMA DO BRASIL: ÓLEO DIESEL
Alternativas ao Petróleo - Biocombustíveis
Principal Experiência – Proálcool: (Programa Nacional do Álcool) Desenvolvido para utilização do etanol produzido a partir da cana-de-açúcar como aditivo da gasolina num primeiro estágio (etanol anidro) e como combustível automotivo substituto da gasolina, num segundo estágio (etanol hidratado). O primeiro estágio se iniciou em 1975 e o segundo em 1978.
PROGRAMAS BRASILEIROS:
Enfoque Inicial: Reduzir a dependência do combustível importado após os choques do petróleo.
Proóleo: (Plano de Produção de Óleos Vegetais para Fins Energéticos) Lançado em 1975 e que resultou na Resolução no 7 da Comissão Nacional de Energia, a qual nunca foi realmente implantada. Tinha a finalidade de introduzir o óleo vegetal (processado) como substituto do óleo diesel.
Biocombustíveis no Brasil
Principal Experiência – PNPB: (Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel) A Lei Federal nº 11.097, de 13 de janeiro de 2005, estabelece a obrigatoriedade da adição de um percentual mínimo de biodiesel ao óleo diesel comercializado ao consumidor, em qualquer parte do território nacional. Esse percentual obrigatório será de 5% oito anos (2013) após a publicação da referida lei, havendo um percentual obrigatório intermediário de 2% três anos (2008) após a publicação da mesma. 
PROGRAMAS BRASILEIROS:
Enfoque Atual: Diversificação da matriz energética, inclusão social, desenvolvimento regional, geração de emprego e renda.
Biocombustíveis no Brasil
387 Usinas
Bases
AEHC
AEAC + Gasolina A
REVENDEDOR
AEHC
Etanol Hidratado (AEHC) = 14,3 MMm3 (2007)
Etanol Anidro (AEAC) = 8,2 MMm3 (2007)
33 Bases Primárias
47 Bases Secundárias
(2007)
Energia do bagaço da cana-de-açúcar
40% da produção é flex-fuel (2005)
Interior de São Paulo
Norte do Paraná
Litoral do Nordeste
Cana-de-açúcar
Fontes: ANP, SINDICOM, ANFAVEA
Biocombustíveis no Brasil / ETANOL
CADEIA PRODUTIVA DO ETANOL
*
*
GASOLINA A
CADEIA PRODUTIVA DO ETANOL
DETALHAMENTO
Biocombustíveis no Brasil / ETANOL
(EPE, 2008)
Biocombustíveis no Brasil / ETANOL
16.040
13.989
Biocombustíveis no Brasil / ETANOL
Atende à definição de biocombustível
Pequena toxicidade e boa aceitação popular;
Líquido – fácil de estocar;
Tecnologia dominada – mais de 30 anos de experiência;
Geração de emprego em áreas rurais;
Facilmente miscível com a gasolina (E20 a E25);
É possível de ser utilizado em novos sistemas de propulsão – flexible fuel e fuel cell.
B100
Produtor de Biodiesel
PREMISSAS BÁSICAS: Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel (PNPB)
 Legislação (Lei nº 11097, de 13/01/05; Resolusões ANP nº 41 e 42, de 24/11/05). 
Óleo
Importador/ Exportador
Mercado Externo
Postos
Co-produtos
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
Fontes: 1: MME, 2006; 2: Abiove, 2005; 3: Barros et al., 2006; 4: MDA, 2007
Impedância
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
PROCESSO DE PRODUÇÃO:
Legislação existente:
Lei nº 11097, de 13/01/05.
Resolução ANP nº 41, de 24/11/05.
Resolução ANP nº 42, de 24/11/05 (Definição de B100 como alquil-éster).
Processos:
Biocombustível em substituição ao diesel.
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
TRANSESTERIFICAÇÃO ALCOÓLICA DE ÓLEO OU GORDURA POR CATÁLISE HOMOGÊNEA BÁSICA:
Rota Metílica:
Rota Etílica:
Notas: (1) Conversão total.
(2) Recuperação total do excesso de álcool.
(3) Os pesos moleculares médios dos óleos e gorduras foram considerados iguais, uma vez que a diferença entre estes valores é de no máximo 5%. Assim, apenas um balanço de massa é suficiente para abranger todos os óleos e gorduras.
(4) Não considera rendimento industrial (depende das respostas dos questionários).
Biodiesel
Metanol
Óleo
1000 Kg
200 Kg
+
+
→
1004 Kg
Glicerina
105 Kg
+
Metanol
91 Kg
KOH
12 Kg
+
Excesso a ser reciclado
Biodiesel
Etanol
Óleo
1000 Kg
500 Kg
+
+
→
1052 Kg
Glicerina
105 Kg
+
Etanol
343 Kg
KOH
20 Kg
+
Excesso a ser reciclado
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
*
*
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
PANORAMA DE NACIONAL DE INSUMOS:
Fontes: ANP (JUN/2007)
O PROBLEMA DOS INSUMOS: Preço do óleo vegetal x Preço do óleo diesel 
Fontes: Desenvolvido a partir de ANP, 2007 e MDA, 2007
1 US$ = R$ 2,04
Preço do óleo = 80% preço B100
d(B100) = 0,88
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
Biocombustíveis no Brasil / BIODIESEL
 
B(2), B(5), B(20)...
B(100)
MISTURA
PURO
GERAÇÃO ELÉTRICA
TRANSPORTE
BIODIESEL
BIODIESEL: Uso final 
Lei nº 11097, de 13/01/05.
Resolução ANP nº 41, de 24/11/05.
Resolução ANP nº 42, de 24/11/05.
Biocombustíveis no Brasil / Experiência COPPE
O Instituto Virtual Internacional de Mudanças Globais (IVIG) possui uma planta piloto e um laboratório de análise de produtos, trabalhando em conjunto com o COPPEComb.
PLANTA PILOTO DE PRODUÇÃO DE BIODIESEL
Biocombustíveis no Brasil / Experiência COPPE
PRODUÇÃO E TESTE EM FROTA DE BIODIESEL DE ÓLEO RESIDUAL DE FRITURA E/OU ÓLEO DE SOJA
PROJETO 1: COPPE /FORD /BOSCH /CUMMINS /COMLURB
4 CAMINHÕES USANDO B5
2 CAMINHÕES E 2 ÔNIBUS USANDO B5
PROJETO 2 – COPPE /VW /GOVERNO DO RIO DE JANEIRO
PRODUÇÃO E TESTE EM FROTA DE BIODIESEL DE ÓLEO DE SOJA
Biocombustíveis no Brasil / Experiência COPPE
PROJETO 3 – COPPE /VW /REAL AUTO-ÔNIBUS
PRODUÇÃO E TESTE EM FROTA DE BIODIESEL DE ÓLEO DE SOJA
1 ÔNIBUS (95.000 KM) B5
1 LOCOMOTIVA UTILIZANDO B20
PROJETO 4 – COPPE /CVRD /BR
TESTE EM FROTA DE BIODIESEL DE RESÍDUO DE ÓLEO DE PALMA EM LOCOMOTIVAS
Biocombustíveis no Brasil / Experiência COPPE
ANÁLISE DE CICLO DE VIDA (ACV) APLICADA A BIOCOMBUSTÍVEIS
ACV DO ETANOL
ACV DO BIODIESEL DE ÓLEO DE SOJA
Desafios dos Biocombustíveis no Brasil
Mão-de-obra;
Exploração do trabalhador rural x mecanização
Uso do solo;
Avanço do agronegócio em áreas florestais
Competição de mercados
Combustíveis x alimentos
Benefícios sócio-ambientais
Fixação do homem no campo
Agricultura familiar e distribuição de renda
Reflexões Finais
Os biocombustíveis (etanol e biodiesel) são uma realidade no Brasil
Embora consolidado, o uso de etanol ainda apresenta questionamentos quanto à mão-de-obra, uso do solo e competição de mercado
Embora parcialmente regulamentado, o uso de biodiesel ainda apresenta questionamentos sobre uso de matéria-prima e benefícios sócio-ambientais
O principal problema brasileiro, que diz respeito à substituição do óleo diesel, ainda está sem solução
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